一種滾動球軸承綜合性能試驗裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]發(fā)明涉及一種試驗裝置，具體涉及一種滾動軸承試驗裝置，屬于滾動軸承測試技術領域。
【背景技術】
[0002]有效的獲取軸承在運行過程中的動態(tài)技術參數(shù)是軸承測試領域和摩擦學研究領域的重要研究內容，通過設計臺架試驗監(jiān)測軸承的動態(tài)運行過程，是評估軸承及其潤滑狀態(tài)的主要研究手段和方法。
[0003]現(xiàn)有的滾動球軸承測試裝置，大多僅能提供摩擦力矩信號測試或振動信號測試的單一參數(shù)測試，不能全面反映軸承運行過程中性能的動態(tài)變化過程。
[0004]現(xiàn)有的滾動球軸承測試裝置采用復雜的傳動系統(tǒng)，軸系中通常采用數(shù)組支撐軸承，增加了系統(tǒng)的不穩(wěn)定性。同時，對于振動信號采集而言，支撐軸承的振動信號也通過軸的轉動而傳至加速度傳感器，并與試驗軸承混同在同一張譜圖中，對后續(xù)的信號處理造成極大的干擾。
[0005]現(xiàn)有的滾動球軸承測試裝置往往采用較為復雜的加載機構對試驗軸承施加軸向加載力，如液壓加載機構、杠桿加載等，使得整個試驗裝置的結構復雜，加工和組裝難度增加。

【發(fā)明內容】

[0006]有鑒于此，本發(fā)明提供一種結構簡單、加工組裝方便、干擾小的滾動球軸承綜合性能試驗裝置，該試驗裝置能同時獲取滾動球軸承在運行過程中摩擦力矩信號、振動信號以及溫度信號三種運行參數(shù)的動態(tài)變化過程。
[0007]所述的滾動球軸承綜合性能試驗裝置包括:支座、電機、傳動軸、扭矩傳感器、測溫傳感器、加速度傳感器、軸向載荷加載裝置和試驗軸承對。
[0008]所述試驗軸承對由兩個滾動球軸承組成。
[0009]所述支座的一端固定電機，另一端固定用于支撐試驗軸承對的軸承座;所述電機的輸出軸通過第一聯(lián)軸器與設置有扭矩傳感器的連接軸相連，該連接軸的另一端通過第二聯(lián)軸器與所述傳動軸相連;所述扭矩傳感器用于獲取試驗軸承對運行過程中由于摩擦力而產生的扭矩；
[0010]所述傳動軸上安裝軸向載荷加載裝置和試驗軸承對;所述軸向載荷加載裝置包括:鎖定隔圈、加載鎖定螺釘和加載隔圈；所述傳動軸上從其與第二聯(lián)軸器的連接端起，依次同軸套裝鎖定隔圈、加載隔圈和試驗軸承對，所述鎖定隔圈通過加載鎖定螺釘鎖定在傳動軸上，所述電機通過傳動軸帶動測試軸承對的內圈轉動;在所述加載隔圈外同軸套裝有用于防止試驗軸承對軸向移動的擋肩；
[0011]在所述試驗軸承對的上方設置溫度傳感器，所述溫度傳感器通過通孔的方式與測試軸承對中一個軸承的外圈接觸，用于獲取由于摩擦作用而產生的熱效應信號；
[0012]在所述試驗軸承對的上方設置加速度傳感器，用于測試其在運行過程中垂直方向的振動信號。
[0013]在所述傳動軸上安裝兩個軸向載荷加載裝置和兩個試驗軸承對，所述兩個試驗軸承對相對設置，之間通過隔圈隔開。
[0014]有益效果:
[0015](I)本發(fā)明的滾動軸承綜合性能測試裝置巧妙地在不同結構單元設置了扭矩傳感器、加速度傳感器以及溫度傳感器，由此可同時獲取試驗軸承在運行過程中的摩擦力矩、振動以及溫度數(shù)據，通過對三種參數(shù)的分析，可從不同角度研究試驗軸承在運行中性能的變化情況。
[0016](2)本發(fā)明滾動軸承綜合性能測試裝置的軸系中沒有額外的支撐軸承，僅為試驗軸承對，即支撐軸承和試驗軸承合二為一，從根本上避免了額外的支撐軸承對測試系統(tǒng)帶來的干擾。
[0017](3)本發(fā)明滾動軸承綜合性能測試裝置中的試驗軸承對采用萬能配對的方式實現(xiàn)軸向加載，與傳統(tǒng)軸承測試裝置所采用的加載方式(如液壓、杠桿等)相比，本發(fā)明中的加載方式不涉及復雜的加載機構，在試驗前即可通過萬能配對的方式確定軸向載荷，使得裝置結構更為簡單、簡化了組裝和試驗過程。
[0018](4)本發(fā)明的滾動軸承綜合性能測試裝置既可用于短期軸承測試試驗，還可用于長期軸承測試試驗(如壽命考核試驗)；可用于研究不同轉速、軸向載荷下軸承的運行性能。
[0019](5)采用本發(fā)明的滾動軸承綜合性能測試裝置，一次試驗可對兩對軸承進行測試，有效的提尚了試驗效率。
【附圖說明】
[0020]圖1為本發(fā)明的滾動軸承綜合性能測試裝置主視圖；
[0021 ]圖2為軸向載荷加載裝置與測試軸承對的安裝示意圖；
[0022]圖3為本發(fā)明的滾動軸承綜合性能測試裝置結構三維圖。
[0023]其中:1-豎直支座，2-電機，3-第一聯(lián)軸器，4-扭矩傳感器、5-第二聯(lián)軸器、6-第一鎖定隔圈、7-第一加載鎖定螺釘、8-第一橡皮圈、9-第一加載隔圈、10-第一擋肩、11-第一溫度傳感器、12-加速度傳感器、13-滾動球軸承A、14-滾動球軸承B、15-第二溫度傳感器、16-第二擋肩、17-傳動軸、18-第二鎖定隔圈、19-第二加載鎖定螺釘、20-第二橡皮圈、21-第二加載隔圈、22-滾動球軸承C、23-滾動球軸承D、24-軸承座、25-隔圈、26-水平支座
【具體實施方式】
[0024]下面結合附圖并舉實施例，對本發(fā)明進行詳細描述。
[0025]本實施例提供一種滾動球軸承綜合性能試驗裝置，同時獲取滾動球軸承在運行過程中摩擦力矩信號、振動信號以及溫度信號三種運行參數(shù)的動態(tài)變化過程，且加工組裝方便、干擾小。
[0026]該試驗裝置的具體結構如圖1、圖2和圖3所示，包括:電機支座、電機2、扭矩傳感器
4、兩個測溫傳感器、加速度傳感器12、軸向載荷加載裝置和試驗軸承。所述試驗軸承為兩對滾動球軸承，即通過該試驗裝置同時對兩對滾動球軸承進行測試。
[0027]所述電機支座包括水平支座26和固接在水平支座26端部的豎直支座I，所述電機2固定在豎直支座I上，電機2的動力輸出軸通過第一聯(lián)軸器3與設置有扭矩傳感器4的連接軸相連，該連接軸的另一端通過第二聯(lián)軸器5與軸向載荷加載裝置以及試驗軸承相連。所述扭矩傳感器4設置在測試軸承對的動力輸入端，用于獲取其在運行過程中由于摩擦力而產生的扭矩，即摩擦力矩。
[0028]所述軸向載荷加載裝置包括:傳動軸17、第一鎖定隔圈6、第二鎖定隔圈18、第一加載鎖定螺釘7、第二加載鎖定螺釘19、第一加載隔圈9和第二加載隔圈21。所述傳動軸17與所述第二聯(lián)軸器5相連，傳動軸17上從與第二聯(lián)軸器5的連接端起，依次同軸套裝有第一鎖定隔圈6、第一橡皮圈8、第一加載隔圈9、第一試驗軸承對(由滾動球軸承A13和滾動球軸承B14組成)、隔圈25、第二試驗軸承對(由滾動球軸承C22和滾動球軸承D23組成)、第二加載隔圈21、第二橡皮圈20和第二加載鎖定螺釘19。在所述第一加載隔圈9外同軸套裝有用于防止第一試驗軸承對軸向移動的第一擋肩10，在所述第二加載隔圈21外同軸套裝有用于防止第二試驗軸承對軸向移動的第二擋肩16。用于支撐兩個所述試驗軸承對的軸承座固定在所述水平支座26上。
[0029]所述第一鎖定隔圈6通過第一加載鎖定螺釘7鎖定在傳動軸17上，然后通過第一加載隔圈9對第一試驗軸承對施加軸向載荷;第二鎖定隔圈18通過第二加載鎖定螺釘19鎖定在傳動軸17上，然后通過第二加載隔圈21對第二試驗軸承對施加軸向載荷。兩個試驗軸承對的軸向載荷大小通過萬能配對的方式確定。該測試裝置中不存在額外的支撐軸承，兩個測試軸承對既是支撐軸承，同時又是測試軸承。
[0030]在每個測試軸承對的正上方設置一個溫度傳感器(如圖2所示位于第一測試軸承對正上方的第一溫度傳感器11，位于第二測試軸承對正上方的第二溫度傳感器15)。所述溫度傳感器通過通孔的方式與測試軸承對中的一個軸承的外圈接觸，用于獲取由于摩擦作用而產生的熱效應信號。
[0031]在兩個所述軸承測試對的正上方設置加速度傳感器12，用于測試其在運行過程中垂直方向的振動信號。
[0032]該裝置的工作原理為:電機2以一定轉速連續(xù)轉動，并驅動傳動軸17作同樣的運動，試驗軸承對安裝于軸承座24中，由傳動軸17帶動測試軸承對的內圈轉動。扭矩傳感器設置在電機的輸出端，用于采集軸承在轉動過程中由于摩擦作用而產生的力矩信號(摩擦力矩)；加速度傳感器設置在軸承座垂直方向，用于采集軸承在運轉過程中產生的垂直方向的振動信號;測溫傳感器設置在測試軸承上方，并通過通孔與試驗軸承外套圈接觸，用于采集測試軸承在運轉過程中由于摩擦生熱而產生的溫度效應信號。系統(tǒng)在運轉過程中采集的摩擦力矩信號、振動信號以及溫度信號由采集系統(tǒng)輸送至采集軟件，實現(xiàn)三種運行數(shù)據的在線監(jiān)測與采集。
[0033]綜上所述，以上僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并非用于限定本發(fā)明的保護范圍。凡在本發(fā)明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種滾動球軸承綜合性能試驗裝置，其特征在于，包括:支座、電機、傳動軸、扭矩傳感器、測溫傳感器、加速度傳感器、軸向載荷加載裝置和試驗軸承對； 所述試驗軸承對由兩個滾動球軸承組成； 所述支座的一端固定電機，另一端固定用于支撐試驗軸承對的軸承座;所述電機的輸出軸通過第一聯(lián)軸器與設置有扭矩傳感器的連接軸相連，該連接軸的另一端通過第二聯(lián)軸器與所述傳動軸相連;所述扭矩傳感器用于獲取試驗軸承對運行過程中由于摩擦力而產生的扭矩； 所述傳動軸上安裝軸向載荷加載裝置和試驗軸承對;所述軸向載荷加載裝置包括:鎖定隔圈、加載鎖定螺釘和加載隔圈;所述傳動軸上從其與第二聯(lián)軸器的連接端起，依次同軸套裝鎖定隔圈、加載隔圈和試驗軸承對，所述鎖定隔圈通過加載鎖定螺釘鎖定在傳動軸上，所述電機通過傳動軸帶動測試軸承對的內圈轉動;在所述加載隔圈外同軸套裝有用于防止試驗軸承對軸向移動的擋肩； 在所述試驗軸承對的上方設置溫度傳感器，所述溫度傳感器通過通孔的方式與測試軸承對中一個軸承的外圈接觸，用于獲取由于摩擦作用而產生的熱效應信號； 在所述試驗軸承對的上方設置加速度傳感器，用于測試其在運行過程中垂直方向的振動信號。2.根據權利要求1所述的滾動球軸承綜合性能試驗裝置，其特征在于:在所述傳動軸上安裝兩個軸向載荷加載裝置和兩個試驗軸承對，所述兩個試驗軸承對相對設置，之間通過隔圈隔開。
【專利摘要】本發(fā)明公開一種滾動球軸承綜合性能試驗裝置，包括：電機支座、電機、軸、扭矩傳感器、兩個測溫傳感器、加速度傳感器、軸向載荷加載裝置和試驗軸承對。電機以一定轉速連續(xù)轉動，并驅動軸作同樣的運動，測試軸承安裝于軸承座中，由軸帶動內圈轉動。扭矩傳感器采集試驗軸承在轉動過程中由于摩擦作用而產生的力矩信號；加速度傳感器用于采集軸承在運轉過程中產生的垂直方向的振動信號；測溫傳感器用于采集測試軸承在運轉過程中由于摩擦生熱而產生的溫度效應信號。本發(fā)明集摩擦力矩、振動及溫度采集于一體，實現(xiàn)了三種軸承運轉性能在線監(jiān)測和采集，且具有結構設計簡單、體積小、加工組裝方便、一體化程度高等優(yōu)點。
【IPC分類】G01M13/04
【公開號】CN105651514
【申請?zhí)枴?br>【發(fā)明人】張凱鋒, 周暉, 趙云平, 霍麗霞, 鄭玉剛, 王敘博
【申請人】蘭州空間技術物理研究所
【公開日】2016年6月8日
【申請日】2016年3月14日